Сколько стоит болид «формулы-1»

Устройство гоночного болида «Формула 1»

Дата

Категория: Транспорт

Картинка кликабельна

Гоночный автомобиль «Формулы-1» получил свое название по особому рецепту топлива, которое в нем используется. У такого автомобиля двигатель намного мощнее, чем у обычной легковушки. Рост мощности достигается за счет увеличения объема двигателя, то есть полного объема камер сгорания в его цилиндрах.

Двигатель средней мощности для легкового автомобиля имеет объем не более 61 кубического дюйма. «Формула-1» может иметь в три раза больший объем двигателя и развивать мощность в 500 лошадиных сил (л.с), что вчетверо и даже впятеро превосходит мощность обычного легкового автомобиля.

Чтобы полнее использовать огромную мощность двигателя, корпуса гоночных автомобилей имеют специальную аэродинамическую форму, призванную обеспечить минимальное сопротивление воздуха. Шины их колес делаются сверхширокими — для лучшего сцепления с дорогой и, следовательно, более безопасного движения. Особая подвеска обеспечивает устойчивость и противодействует заносу автомобиля даже тогда, когда он совершает крутые виражи на большой скорости.

Гоночный автомобиль «Формула-1»

Автогонщику достаточно одного взгляда на приборный щиток в кабине, чтобы знать, какой в автомобиле запас топлива, температура воды, давление масла и другие параметры.

Сверхмощные дисковые тормоза из углеродного волокна (ниже) должны выдерживать огромную тепловую нагрузку при работе на гоночных скоростях.

Кузов для быстрой езды

Низкие, широкие корпуса гоночных автомобилей отлиты из легкого, но прочного углеродного волокна. Форма их кузова такова, что помогает автомобилю использовать воздушный поток, который образуется при высоких скоростях. Скошенный передний край (ниже, слева) и задние обтекатели — спойлеры заставляют воздух давить на автомобиль вниз и не дают ему оторваться от земли.

Шины гоночного болида

Шины должны соответствовать дорожным условиям. Шины гоночных автомобилей шире обычных и могут быть почти гладкими — для сухих треков. Или иметь специальный протектор на случай дождя.

Двигатель гоночного болида

Чтобы двигатель был одновременно мощным и экономичным, в гоночных машинах на него устанавливают (рисунок ниже) компьютерную систему впрыска топлива и электронные регуляторы частоты вращения двигателя, температуры воды и масла и других важных параметров.

Десять цилиндров придают мощность этому специальному двигателю, предназначенному для гоночных автомобилей.

Гоночный автомобиль «Формулы-1» (на верхнем рисунке) мчится намного живее легкового автомобиля и выделяет куда больше тепла. Чтобы снять избыточное тепло, радиатор автомобиля охлаждается воздушным потоком (рисунок ниже), когда гоночная машина с ревом мчится по треку со скоростью, близкой к 180 миль в час.

Особая подвеска гоночной машины

Подвеска гоночных автомобилей должна обеспечивать надежное сцепление колес с дорожным полотном на поворотах при большой скорости.

KERS

Когда автомобиль F1 скользит на тормозах со скоростью 320 км/ч, происходит выброс серьезного количества кинетической энергии. Но что, если бы можно было зафиксировать этот импульс и сохранить его для последующего использования? Именно это и делала система сохранения кинетической энергии, получившая название KERS. Она была введена в 2009 году и первоначально позволяла командам сохранять до 60 кВт энергии с задней оси.

Расходовался этот потенциал либо электрической системой, либо вращающимся механическим маховиком. Затем мощность сбрасывалась через трансмиссию. Так, на определенное количество секунд на круг, эффективно создавался гибридный гоночный автомобиль.

В гонках KERS был заменен (или усилен) несколькими новыми системами. Они преобразовывают тепловую или кинетическую энергию в электричество для использования мощными приводами, которые генерируют в два раза больше энергии, чем оригинальный KERS. Mazda экспериментировала с системой повторного захвата маховика i-Eloop на седане Mazda 6.

Устройство

Руль гоночного болида отличается от привычного всем круглой «баранки» даже внешне. По фото руля болида «Формулы-1» можно заметить, что он похож больше на игровой джойстик, чем на средство управления автомобилем. Но на то есть свои причины. Во время гонок нет надобности разворачиваться и маневрировать в пробках, поэтому и необходимость в круглой детали отпадает. Кроме того, руль болида должен быть гораздо отзывчивее и реагировать на малейшее движение пилота, а этого можно достичь только используя приспособление, аналогичное штурвалу самолета. Именно поэтому угол поворота руля в «Формуле-1» редко бывает большим. На передней его части располагается непривычно много кнопок, которые открывают доступ к управлению практически всеми деталями автомобиля.

Описание руля «Формулы-1» редко можно найти в открытых источниках. Компании предпочитают не афишировать последние разработки во избежание воровства идей. Однако в основном все рули устроены примерно одинаково и включают в себя следующие элементы:

1. Кнопка для переключения передач. Также отдельно может располагаться кнопка включения нейтральной передачи, которая используется на пит-стопах.
2. Баланс тормозных сил.
3. Система управлением антикрыла.
4. Ограничитель скорости.
5. Многофункциональный переключатель позволяет выполнять большинство команд по управлению болидом.
6. Система, которая повышает мощность двигателя.
7. Кнопка связи с инженером.
8. Кнопка подачи воды прямо в водительский шлем.
9. Информация о сцеплении с трассой. Также ее можно передавать инженерам.
10. Ограничение скорости.
11. Кнопка повышения оборотов двигателя.
12. Регулировка крутящего момента.
13. Кнопка регулирования топливной жидкости.
14. Настройка дифференциала для высоких скоростей или вхождения в поворот.
15. Настройка сцепления.
16. Синхронизация с обслуживающим персоналом. С помощью специальных кнопок водитель может дать понять, что собирается остановиться на пит-стоп.

Руль «Формулы-1» показывает, что эта деталь использует передовые технологии машиностроения для достижения самого лучшего результата.

Углеродное волокно

Этот материал конструкторы F1 monocoque-концепции начали использовать после достижения предела возможностей алюминия в начале 80-х годов. Исключительная прочность углеродного волокна была впервые использована для защиты пилотов McLaren. Из композита изготавливались защитные ячейки в рамках конструкции монокок.

В конечном итоге, углеродное волокно будет применяться для производства самих корпусов болидов F1, с целью уменьшения массы без ущерба защите или производительности. Углеродное волокно часто используется в сочетании с другими материалами, такими как кевлар и алюминий. Из них создают сотовый сэндвич, который в два раза прочнее стали на одну пятую массы. Он также стал использоваться в производстве мощных спортивных автомобилей в качестве основного материала несущих конструкций. Из композитов создаются и структурные компоненты: спойлеры, крылья и кровельные панели.

Контроль тяги

Системы контроля тягового усилия используют электронные датчики для автоматического управления мощностью, подаваемой на дорожное покрытие для предотвращения вращения колеса. Несмотря на то, что в начале 90-х годов это было стандартной опцией для самой престижной гонки планеты, такие системы находились в зачаточном состоянии и представляли собой передовые технологии.

Их использование в гонках F1 привело к спорам и теориям заговоров вокруг команд и водителей, которые полагались на эти электронные системы в надежде выиграть гонки и чемпионаты. Так, последовал запрет к середине 90-х годов, а затем в 2001 году – снятие всех ограничений, потому что в F1 поняли, что не существует способа эффективного определения, какие транспортные средства применяют эту технологию. С тех пор контроль тяги находится между двумя полюсами мнений.

Гоночные болиды «Формулы-1»

Гоночные болиды «Формулы-1» соединяют в себе новейшие технологии, которые позволяют разгонять автомобили до немыслимых скоростей. Управлять подобными машинами чрезвычайно сложно, а от водителей требуется максимальная концентрация

Поэтому особое внимание при разработке уделяют рулю – именно он становится своеобразным «мозгом» болида, который отдает команды всем частям машины. Во время гонки водитель должен не только следить за дорогой и соперниками, но и прямо во время движения все время настраивать автомобиль, чтобы он выдал максимально возможный результат

С помощью руля можно контролировать абсолютно все системы болида: от величины крутящего момента до переключения передач. Водители «Формулы-1» переключают передачи и сцепление именно с помощью руля, а не ручки и педалей, как в обычных машинах.

Из-за сложного устройства руля водители болидов должны быть максимально сконцентрированы и внимательны. Ведь судьба гонки зависит от скорости их реакции и умения управляться со сложным устройством. Совсем недавно помимо руля в болидах появился жидкокристаллический дисплей, который также беспрерывно сообщает и обрабатывает информацию о системах автомобиля и об окружающей среде. Возможность протестировать известный руль есть и у обычных людей: для них разработана игровая версия, которая имитирует настоящий гоночный прибор.

Red Bull опять пробует что-то новое

Официальный Twitter-аккаунт Red Bull

Возможно, инновации Red Bull оказались не такими яркими и «кричащими», как у тех же Mercedes, однако команда понимает, что в сезоне 2020 может сократить еще больше отставание от лидеров, если будет действовать смело. Команда предложила свой ряд инноваций в подходе к формированию передней подвески.

Red Bull выбрали агрессивный подход к перестраиванию конструкции — основной узел рулевого управления перемещен обратно в шасси, чтобы рулевые рычаги более эффективно взаимодействовали с задней частью нижнего поперечного рычага подвески. Этот нижний поперечный рычаг является частью многозвенного механизма, при этом выбран необычный подход к построению переднего рычага этой системы — в отличие от соперников, у которых он размещается с обеих сторон, у Red Bull данный элемент проходит сквозь всю конструкцию шасси.

Пока мы не знаем, когда новый сезон Формулы-1 начнется вновь, однако уже сейчас можем предположить — когда это случится, каждая команда будет иметь туз в своем рукаве, или, если перефразировать — туз в своей подвеске.

Планка

Простые технические решения могут быть столь же интересными, как и высокие технологии. И планка является прекрасным тому примером. Мало кто знает, что у каждого современного автомобиля F1 есть кусок дерева, прикрепленный к его днищу. Он называется блоком скольжения. Эта уникальная прямоугольная плита предназначена для предотвращения уменьшения командами установленного дорожного просвета.

В правилах с 1994 года записано, что этот композитный материал из букового дерева должен иметь толщину 10 мм по всей его длине и ширине с допуском 1 мм в любом направлении, с целью учета случайного трения. Каждый блок измеряется в конце гонки, чтобы проверить его износ. Повреждения деревянной планки могут привести к дисквалификации команды.

Управление коробкой передач

Переключение передач также осуществляется прямо на руле. Если водитель захочет включить нейтральную передачу, то ему нужно будет нажать кнопку в верхней левой части руля. Она расположена там не случайно – в этой зоне нет риска того, что водитель случайно заденет ее. По этой же причине в отдельный сектор вынесена и кнопка включения задней передачи. Ведь если водитель включит ее на полной скорости, то автомобиль выйдет из строя и может попросту разбиться, потеряв управление. С помощью руля также можно контролировать сцепление. Так как в «Формуле-1» запрещены системы, улучшающие сцепку с дорогой, при старте машины часто пробуксовывают. Для того чтобы избежать этого, на руле расположены левый и правый рычаги, с помощью которых пилот предотвращает этот неприятный эффект.

Ferrari

Ferrari является одним из самых известных партнеров «Формулы-1». Руль (фото см. ниже) этой компании установлен во многих болидах. Узнать его можно по известному символу, расположенному посередине: лошадь на желтом фоне, вставшая на дыбы. Руль оснащен не только кнопками и рычагами, но и дополнительными лепестками, которые расположены с задней части детали. Они отвечают за режим KERS, а также за заряд батареи и турбо-режим, в котором двигатель отдает накопленную энергию. Также у Ferrari есть специальная кнопка для обгона, которую включают в том случае, если нужно на короткий период разогнаться до максимальной скорости. Кнопка остановки на пит-стоп вынесена в самый дальний угол и дополнительно утоплена в поверхности руля, чтобы пилот не смог случайно нажать на нее. Кнопка «Burn out» отвечает за прогрев шин. На базе этого руля был создан руль для игры «Формулы-1», который с точностью копирует оригинал и позволяет геймерам насладиться гонками в реалистичном режиме.

Граунд эффект

Сцепление болидов с трассой – это не просто продукт липких шин и жестких подвесок. Способность направлять воздушный поток, движущийся под корпусом автомобиля F1 так, чтобы создать явление, называемое силой удара, имеет решающее значение для увеличения скорости в современных гонках.

К концу 1970-х годов конструкторы Lotus обнаружили, что если спроектировать кузов гоночного автомобиля, который будет создавать зону низкого давления под днищем, то значительно возрастет устойчивость болида. Так началась эпоха проектов «крылатых автомобилей», которые вскоре заставили паниковать функционеров FIA. Причиной стали невероятные скорости на поворотах и непредсказуемое поведение этих автомобилей при нарушении аэродинамических свойств в силу различных обстоятельств. Стали машины неконтролируемы и при авариях.

Это привело к появлению правила «плоского дна», которое запрещало любые «аэро» под автомобилем, устраняло присутствие боковых юбок и требовало минимального уровня дорожного просвета в пит-лейн. Такое ограничение значительно замедлило машины, помогло сделать гонки F1 более безопасными и заставило команды проявлять большую изобретательность во внедрении аэродинамических новшеств.

Sauber

У руля «Формулы-1» от Sauber ручки отделаны не привычной резиной, а замшей. Эта маленькая деталь позволяет пилотам лучше контролировать руль. Посередине находится многофункциональный переключатель, а по бокам от него – колесики настроек дифференциала, рекуперации, оборотов двигателя и педали газа. Также здесь есть функция подачи воды и включения радио. Если же пилоту нужно остановиться на пит-стоп, то достаточно нажать кнопку под названием «PL», которая находится в правом верхнем углу. Для общения с командой предусмотрены кнопки «Да» и «Нет», с помощью которых также можно спросить что-либо или сообщить о проблеме.

Что сделали Mercedes

Официальный Twitter-аккаунт Express Sport

Еще в 2014 году Mercedes пытались внедрить систему FRIC (Front-to-Rear-Inter-Connected), первыми пойдя по пути инноваций в подвеске. Система давала возможность задействовать все колеса болида, чтобы управлять вертикальными и горизонтальными перемещениями, причем как отдельно, так и в сочетании, при различных действиях гонщика. Концепция FRIC заключалась в том, что в передней и задней части шасси монтировали по три гидравлических элемента. Два из них связывали с соответствующими рычагами, которые отвечали за контроль кренов, а третий соединял две части машины, контролируя движение по вертикальной оси. Однако в 2014 году FRIC была официально запрещена FIA.

Что касается 2020 года, безусловно, именно Mercedes стали лидерами по части инноваций подвески, разработав систему DAS. Рулевое управление Mercedes и ранее было более громоздким, чем у конкурентов, поэтому внедрение DAS должно было оправдать себя на все 100% по эффективности, так как Mercedes вынуждены были скорректировать размеры и вес остальных деталей, к тому же встроить две противоположных рейки и набор шестеренок, чтобы устройство стало гидравлически управляемым, и могло отвечать на команды гонщика во время изменения угла схождения колес на трассе.

Монокок-шасси

Идея объединения кузова с шасси в единую несущую деталь вместо наложения отдельного тела поверх дискретной рамы была впервые предложена Формулой 1. Lotus впервые применил эту концепцию в начале 1960-х годов, используя алюминий в качестве основного материала для изготовления монокок-шасси. Он увеличивал прочность и жесткость автомобиля, уменьшая его вес.

Болиды с монокок-шасси из алюминия соревновались в течение оставшейся части десятилетия до того, как были установлены каноны будущей конструкции F1. Впоследствии она откажется от алюминия, чтобы использовать более экзотические материалы. Но сегодня самые мощные высокопроизводительные уличные спорткары используют монокок-дизайн.

Конфигурация гоночного руля

На фото выше показан гоночный руль команды Sauber C33, устанавливающийся на болиды Эстебана Гутьерреса и Адриана Сутиля, участвующих в текущем сезоне «Формулы-1». Как правило гоночные команды никогда не рассказывают о том, какие технологии они используют. Однако «Заубер» решил поделиться диаграммой, которая объясняет о том, какие функции выполняет та или иная кнопка, а также тот или иной переключатель на их руле.

• Желтая кнопка N: позволяет включать нейтральную с 1-й или 2-й передачи;
• Вращающийся переключатель BRKBAL (баланс тормозных сил): настраивает баланс задней и передней тормозной системы;
• Кнопка Black Box: сообщает команде механиков о том, что гонщик едет к питу;
• Синяя и оранжевая кнопки S1/S2: их можно запрограммировать на выполнения различных функций;
• Переключатель Entry: позволяет гонщику производить изменения показателей работы дифференциала;
• Оранжевая и зеленая кнопки BRK-/BRK+: изменяет баланс тормозных сил между запрограммированными настройками и текущими настройками BRKBAL;
• Переключатель IGN (воспламенение): отвечает за управление таймингами воспламенения топливной смеси;
• Белая кнопка ACK: Отвечает за утверждение внесенных в систему изменений;
• Переключатель PREL: отвечает за контроль предварительной нагрузки на дифференциал при смещении крутящего момента;
• Красная кнопка Oil: перекачивает масло из вспомогательного бака в основной;
• Черная кнопка BP (момент сцепления): активирует процедуру поиска момента сцепления;
• Кнопка DRS (система снижения сопротивления): регулирует положение заднего антикрыла в DRS зонах;
• Красная кнопка PL (пит-лейн): активирует ограничитель скорости на пит-лейне (обычно она ограничена 100 км/ч);
• Черная кнопка R: отвечает за активацию голосовой связи между водителем и командным мостиком;
• Переключатель SOC: контролирует уровень состояния заряда ERS-системы, когда система потребляет или генерирует энергию;
• Переключатель Pedal: изменяет поведение педали газа при ее нажатии;
• Переключатель Fuel: управление уровнем потребления топлива;
• Черная кнопка OT: активирует различные предустановки настроек всех систем в зависимости о того, когда водитель пытается защищать свою позицию на трассе, или пытается обогнать соперника;
• Переключатель Tire: сообщает центральному блоку управления о том, какой тип шин болид использует в настоящий момент;
• Переключатели BBal-/BBal+: используются для точной калибровки балансного соотношения тормозной системы;
• MFRS (многофункциональный переключатель): позволяет гонщику и инженерам управлять различным набором систем, функции управления которых не были назначены на отдельные кнопки. Они включают режимы работы двигателя (PERF), ограничитель оборотов (ENG), соотношение воздушно-топливной смеси (MIX), работу турбокомпрессора (TURBO), угол выхода дифференциала (VISCO), лимит режим восстановления MGU-K (BRK), лимит ускорения MGU-K (BOOST), выбор нужной системы (DASH), круиз-контроль (CC, отключается при квалификации и гонке), тип переключения (SHIFT), и смещение момента сцепления (CLU);
• Белые кнопки -10/+1: позволяют осуществлять быструю навигацию внутри меню MFRS.

Как можете заметить, на руль вынесен огромный набор доступных для управления гонщиком настроек. И этот список еще не включает набор той информации, которая выводится на LCD-экран. Много информации — не всегда хорошо, поэтому каждый гонщик сам решает, какая информация будет выводится на экран и какой руль в конечном итоге использовать. Однако как говорят инженеры, наличие LCD-экрана дает водителю преимущество, так как он всегда знает, что происходит с его болидом. Что-то, что вполне возможно спасло жизнь Нико Росбергу, когда телеметрическая система его автомобиля дала сбой перед гонкой в Китае.

Без получаемой от болида Росберга информации, инженерам пришлось попросить пилота для периодической самостоятельной оценки уровня расхода топлива и других данных. Гонщику команды Mercedes AMG Petronas в конце концов надоели постоянные вопросы своего технического состава и он в буквальном смысле попросил их заткнуться, потому что они мешают ему сосредоточится на гонке и выполнять свою работу, что в конечном итоге закончилось для него вторым местом на финише, когда он пересек черту сразу за своим товарищем по команде Льюисом Хэмилтоном.

Руль «Формулы-1» для ПК

Если вы не один из пилотов «Формулы-1», но иногда вам хочется получить свою дозу адреналина, то можно использовать возможности, которые дарит нам компьютерная реальность. Автогонки на компьютере могут быть очень реальными, ведь для них давно выпускают все необходимое оборудование. Руль «Формулы-1» для компьютера позволяет максимально погрузиться в атмосферу игры и почувствовать себя настоящим стритрейсером. Цена на игровые модели меньше, чем на настоящие, но все же довольно внушительна: от 5 до 40 тысяч рублей. Помимо самого рулевого колеса, в комплект обычно входят педали газа и тормоза. Самыми известными из игровых рулей считаются Logitech G29 и Thrustmaster T300RS. С последним рулем играть в гонки «Формула-1» одно удовольствие, ведь его разработкой занималась итальянская компания Ferrari, а его внешний вид ничем не уступает настоящим гоночным деталям. Руль работает с помощью ременной передачи, благодаря чему гораздо более отзывчив и прост в управлении. Педали газа и тормоза обладают широким спектром регулировок: их можно настраивать под свое усмотрение. Главной изюминкой Thrustmaster является то, что насадки можно менять, например, заменить на руль Ferrari GT или F1.

Расшифровка руля «Формулы-1» показывает, что на нем кнопкам соответствуют следующие функции:

• 1 — рычаги переключения передач.
• 2 — светодиод с помощью светового сигнала показывает, в каком режиме находится игра.
• 3 — командные кнопки, которые можно программировать на свое усмотрение.
• 4 — манипулятор D-pad, позволяет настроить режим чувствительно руля и педалей.
• 5 — кнопка выбора и пуска.
• 6 — кнопка «Домой», которая используется только в Playstation.
• 7 — кнопка переключения USB-селектора. Позволяет настроить подключение к ПК или к Playstation.

Для тех, кто хочет полной достоверности, в игровом мире существует руль Fanatec Clubsport Wheel. Дизайн данного устройства полностью повторяет настоящий штурвал болида. В верхней части расположен дисплей, а сам руль даже может имитировать работу антипробуксовочной системы. На переднюю панель руля выведены кнопки контроля тормозной системы, переключения передач, мощности двигателя. Цена на игровой руль «Формулы-1» от Fanatec зашкаливает – в полной комплектации игровой прибор может обойтись геймерам в 150 тысяч рублей. Зато он дает непередаваемый опыт, который по реалистичности не сравнится ни с одним аналогом.